Interaksi Energi dan Lingkungan
Aktivitas ekonomi menggunakan sumberdaya alam dan input lain untuk mengubah input tersebut menjadi output yang bermanfaat. Proses baik produksi maupun konsumsi akan menghasilkan sampah yang kemudian dibuang ke lingkungan. Pada saat lingkungan digunakan sebagai sarana pembuangan limbah, terdapat batasan dimana lingkungan dapat mengabsorbsi dan mengasimilasi limbah di dalam sistem. Polusi lingkungan dapat disebabkan oleh fenomena alam dan aktivitas manusia (Bhattacharyya 2011).
Permasalahan lingkungan dimulai pada saat limbah yang dibuang ke lingkungan melewati kapasitas asimilasi lingkungan. Polluter yang meyebabkan kerusakan lingkungan akibat aktivitas ekonomi yang mereka lakukan tidak bertanggung jawab atas limbah yang mereka keluarkan ke lingkungan, sehingga menyebabkan timbulnya eksternalitas (Bhattacharyya 2011) . Permasalahan yang timbul di Desa Kalisari sebelum adanya instalasi pengolahan limbah adalah pencemaran air sungai dan bau yang sangat menyengat dari limbah cair tahu yang dibuang ke sungai secara langsung tanpa melalui pengolahan.
Sejak tahun 2009, pemerintah pusat telah membangun IPAL untuk pengolahan limbah cair tahu sehingga dapat menghasilkan output berupa biogas (Kemenristek 2009). Biogas ini dihasilkan dari limbah organik dan mengandung sebagian besar metana, CO2, dan air (Boyd 2012). Biogas diproduksi melalui proses-proses biologi yang terjadi dalam kondisi anaerobik (Amigun et al. 2010), hal ini dikarenakan limbah cair tahu memiliki kadar COD melebihi 8000 ppm sehingga pengolahannya menggunakan sistem anaerobik (Kemenristek 2009). Pengolahan secara anaerobik adalah proses biologis dimana mikroorganisme memecah bahan organik dalam kondisi anaerobik (tanpa oksigen) termasuk mencampur berbagai spesies yang berbeda dari mikroorganisme anaerobik yang kemudian mengubah senyawa-bahan organik tersebut menjadi biogas (Wilkie 2005).
Manfaat dari biogas yang dihasilkan dari sistem pengolahan dengan menggunakan digester anaerobik diantaranya adalah pengurangan efek gas rumah kaca dan mengurangi pencemaran air (Yiridoe et al. 2009). Manfaat lain dari biogas adalah dapat digunakan sebagai sumber energi baik sebagai gas maupun listrik karena biogas mengadung metana sekitar 50-70 % yang dapat diolah untuk menghasilkan bahan bakar (Boyd 2012). Tidak seperti bahan bakar fosil, pemanfaatan biogas menunjukkan siklus karbon yang tertutup sehingga tidak memberikan kontribusi bagi peningkatan konsenterasi karbon dioksida (Wilkie 2005).
Potensi Energi Terbarukan
Energi terbarukan merupakan energi yang dihasilkan dari proses alam. Terpisah dari sumber energi utama seperti gas alam, mainyak, batu bara dan
10
tenaga air, Indonesia memiliki energi terbarukan yang sangat potensial seperti geotermal, angin, dan biomassa (Hasan M.H. et al. 2012).
Sejak tahun 1990, sumber energi terbarukan di dunia mengalami peningkatan dengan laju pertumbuhan rata-rata per tahun sebesar 1,7% atau sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan laju pertumbuhan Total Pasokan Energi Primer (TPES) dunia. Pertumbuhan tinggi terutama pada energi terbarukan “baru” yaitu angin dan matahari yang meningkat dengan laju pertumbuhan rata-rata per tahun sebesar 19% dimana bagian terbesar terjadi di negara OECD yang mempunyai program angin berskala besar (IEA 2005).
Di Indonesia sendiri tercatat pada tahun 2010 berdasarkan potensinya sumber daya panas bumi mencapai 29,038 GW dengan cadangan terbukti sebesar 2,29 Gwe, sementara pemanfaatan untuk pembangkit mencapai 1,16 GW, Potensi tenaga air sebesar sebesar 75,6 GW dengan pemanfaatan mencapai 6,65 GW, Potensi mikrohidro sebesar 769,69 GW dengan pemanfaatan sebesar 228,98 MW, potensi tenaga surya sebesar 22,45 MW dengan pemanfaatan sebesar 20 MWp, sementara potensi biomassa sebesar 49.81 GWe dengan pemanfaatan sebesar 1,6 GW (BPPT 2012).
Berdasarkan data potensi dan pemanfaatan energi terbarukan terlihat bahwa pemanfaatan tertinggi dari energi terbarukan adalah mikrohidro dan pemanfaatan terendah adalah biomassa. Biogas merupakan gas yang diproduksi dari biomassa yang dapat berupa limbah atau sampah kota yang memiliki potensi yang cukup besar untuk dapat dimanfaatkan sebagai energi terbarukan dan sudah banyak dikembangkan di daerah pedesaan sebagai bahan bakar pengganti kayu bakar dikarenakan mudah dan murah dalam pengoperasiannya.
Biogas Sebagai Energi Alternatif
Biogas merupakan energi terbarukan yang dapat dijadikan bahan bakar alternatif untuk menggantikan bahan bakar yang berasal dari energi fosil seperti minyak tanah dan gas alam (Haryati 2006). Biogas merupakan hasil akhir dari proses anaerobik dengan komponen utama CH4 dan CO2, H2, N2, dan gas lain
seperti H2S.
Nilai kalor biogas lebih tinggi dibandingkan sumber energi lainnya seperti batu bara (586 K.cal/m3) ataupun uap air (302 K.cal/m3), tetapi lebih rendah dari gas alam yaitu sebesar 967 K.cal/m3. Setiap 1 m3biogas setara dengan 0.5 kg gas alam cair (liquid petroleum gas) atau setengah 0.5 L bensin atau 0.5 L minyak diesel. Sebagai pembangkit tenaga listrik, biogas mampu membangkitkan tenaga listrik sebesar 1.25-1.50 kwh (Wagiman 2007).
Sebagai salah satu energi alternatif biogas mempunyai beberapa kelebihan dibanding dengan energi alternatif lainnya, selain bahan utama pembuat biogas dapat diperbaharui, biogas yang dihasilkan juga bersih dan mudah dikontrol dan bahan baku untuk membuat biogas dapat berasal dari limbah yang mempunyai nilai ekonomi nol. Dengan menggunakan teknologi yang tepat, limbah dengan nilai ekonomi rendah dapat diproses untuk menghasilkan biogas dengan nilai ekonomi yang tinggi dan hasilnya dapat bermanfaat bagi pengusaha maupun konsumen lainnya. Biogas dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi listrik, energi panas bumi, maupun energi pengganti bahan bakar fosil. Selain itu biogas
11
juga mampu menggantikan kayu bakar dan minyak tanah dalam skala kecil. Pemanfaatan biogas sebagai pengganti minyak tanah dan kayu untuk kegiatan sehari-hari inilah yang sudah banyak diterapkan (Rahayu et al. 2012).
Analisis Biaya dan Manfaat
Perhitungan manfaat dan biaya proyek pada dasarnya dapat dilakukan melalui dua pendekatan tergantung pada pihak yang berkepentingan langsung di dalam proyek. Suatu perhitungan dikatakan sebagai analisis finansial apabila yang berkepentingan langsung dalam benefit dan biaya proyek ini adalah individu atau pengusaha. Benefit di dalam analisis finansial adalah apa yang diperoleh orang- orang atau badan-badan swasta yang menanamkan modalnya dalam proyek tersebut (Gray et al. 1997). Analisis finansial terfokus pada hasil untuk modal saham (equity capital) yang ditanam dalam proyek, dan hasil yang didapat disebut dengan private returns. Analisis finansial ini penting artinya dalam memperhitungakan rangsangan bagi mereka yang turut serta dalam mensukseskan pelaksanaan proyek, sebab tidak ada gunannya melaksanakan proyek yang menguntungkan dilihat dari sudut pandang perekonomian keseluruhan jika mereka yang menjalankan kegiatan produksi tidak bertambah baik keadaannya (Kadariah 2001). Sebaliknya, suatu perhitungan dikatakan perhitungan sosial atau ekonomi apabila yang berkepentingan langsung dalam benefit dan biaya proyek adalah pemerintah atau masyarakat secara keseluruhan. Benefit di dalam analisis ekonomi adalah seluruh benefit yang yang terjadi dalam masyarakat sebagai hasil dari proyek dan semua biaya yang terpakai terlepas dari siapa saja yang menikmati benefit dan siapa yang mengorbankan sumber-sumber tersebut (Gray et al. 1997). Bagi orang-orang yang menentukann kebijakan, hal terpenting adalah mengarahkan pemanfaatan sumber-sumber yang langka kepada proyek-proyek yang dapat memberikan hasil yang paling banyak bagi perekonomian secara keseluruhan artinya yang dapat menghasilkan social returns yang paling tinggi.
Pada dasarnya, perhitungan dalam analisis finansial dan analisis ekonomi dibedakan dalam hal pemanfaatan harga, subsidi, biaya investasi dan pelunasan pinjaman, dan bunga (Gittinger 1986; Gray et al. 1997; Kadariah 1986).
Harga
Harga yang digunakan dalam analisis privat merupakan harga pasar baik untuk sumber-sumber yang dipergunakan dalam proses produksi maupun untuk hasil-hasil produksi dari proyek, sedangkan dalam analisis ekonomi harga yang digunakan adalah harga bayangan atau shadow price atau accounting price. Harga bayangan ini merupakan harga-harga yang sudah mengalami penyesuaian yang menggambarkan nilai ekonomi yang sebenarnya dari barang dan jasa tersebut.
Pajak
Pajak di dalam analisis ekonomi tidak dikurangkan/dikeluarkan dari manfaat proyek. Pajak merupakan bagian dari hasil neto proyek yang diserahkan kepada pemerintah untuk digunakan bagi kepentingan masyarakat dan oleh karena itu tidak dianggap sebagai biaya, dengan kata lain pajak tidak termasuk dalam
12
sumber-sumber riil yang pemanfaatannya dalam proyek menyebabkan timbulnya social opportunity cost dari segi masyarakat.
Subsidi
Subsidi adalah transfer yang perhitungannya merupakan kebalikan dari pajak. Penerimaan subsidi di dalam analisis finansial berarti pengurangan biaya yang harus ditanggung oleh si pemilik proyek. Oleh sebab itu subsidi akan mengurangi biaya. Subsidi di dalam analisis ekonomi dianggap sebagai sumber- sumber yang dialihkan dari masyarakat untuk digunakan dalam proyek. Oleh sebab itu subsidi yang diterima proyek adalah beban masyarakat.
Biaya Investasi dan Pelunasan Pinjaman
Biaya investasi pada permulaan proyek dalam analisis finansial hanyalah yang dibiayai dengan modal saham dari si penanam modal sendiri. Bagian investasi yang dibiayai dengan modal pinjaman, baik dari dalam maupun luar negeri tidak dianggap sebagai biaya pada saat dikeluarkannya, sebab pengeluaran modal milik pihak lain tidak merupakan beban dari segi penanam modal swasta. Di lain pihak, yang menjadi beban penanam modal adalah arus pelunasan pinjaman tersebut beserta bunganya pada tahap produksi nantinya. Biaya investasi dalam analisis ekonomi apakah seluruh biaya investasi, apakah dibiayai dengan modal yang dihimpun dari dalam ataupun luar negeri, dengan modal saham atau pinjaman, dianggap sebagai biaya proyek pada saat pelunasannya, sehingga pelunasan pinjaman yang digunakan untuk membiayai sebagian investasi itu diabaikan dalam perhitungan biaya ekonomi untuk menghindari perhitungan ganda.
Bunga
Bunga modal dalam analisis ekonomi tidak dikurangkan dalam atau dipisahkan dari hasil bruto, sedangkan dalam analisis finansial terdapat perbedaan antara a) bunga yang dibayarkan kepada orang-orang dari luar yang meminjamkan uangnya kepada proyek. Bunga ini dianggap sebagai biaya (cost), sedang pembayaran kembali hutang dari luar proyek dikurangkan dari hasil bruto sebelum didapatkan arus manfaat, b) bunga atas modal proyek (inputed or paid to the entitiy) tidak dianggap sebagai biaya karena bunga merupakan bagian dari financial returns yang diterima oleh modal proyek.
Ekonomi Pencemaran
Proses produksi maupun konsumsi selain menghasilkan keuntungan dan juga kepuasan juga menghasilkan produk sampingan berupa limbah. Limbah merupakan bagian intrinsik atau bagian yang tidak terpisahkan dari aktivitas ekonomi dan akan meningkat sejalan dengan peningkatan aktivitas tersebut. Pada pendekatan konvensional, dampak tersebut tidak secara eksplisit diakomodasikan ke dalam model produksi dan konsumsi, padahal dengan mengabaikan dampak eksternalitas tersebut bukan hanya syarat bagi optimalisasi produksi dan konsumsi tidak terpenuhi, melainkan juga mengabaikan biaya sosial yang seharusnya ditanggung oleh penerima dampak (Fauzi 2006).
13
Pencemaran dalam perspektif biofisik dapat diartikan sebagai masuknya aliran residual (residual flow) yang diakibatkan oleh perilaku manusia ke sistem lingkungan. Apakah kemudian limbah ini mengakibatkan kerusakan atau tidak tergantung pada kemampuan penyerapan media lingkungan seperti air tanah, dan udara. Dari perspektif ekonomi, pencemaran bukan saja dilihat dari hilangnya nilai ekonomi sumberdaya secara kualitas dan kuantitas untuk menyuplai barang dan jasa, namun dampak dari pencemaran terhadap kesejahteraan terhadap masyarakat juga diperhitungkan (Fauzi 2006).
Eksternalitas
Masalah yang dapat menyebabkan kegagalan pasar dalam mengalokasikan faktor-faktor produksi secara efisien adalah eksternalitas. Eksternalitas timbul karena tindakan konsumsi atau produksi dari satu pihak mempunyai pengaruh kepada pihak lain dan tidak ada kompensasi yang dibayar oleh pihak yang menyebabkan atau kompensasi yang diterima oleh pihak yang terkena dampak tersebut. Adanya eksternalitas dari suatu kegiatan menyebabkan sistem perekonomian yang menggunakan sistem pasar persaingan tidak sempurna tidak dapat mengalokasikan sumber-sumber ekonomi secara efisien karena harga tidak mencerminkan dengan tepat akan kelangkaan faktor produksi, dalam hal eksternalitas negatif, biaya produksi yang dihitung oleh pengusaha lebih kecil dibandingkan biaya yang diderita oleh masyarakat (Mangkoesoebroto 2000).
Eksternalitas juga dapat didefinisikan sebagai dampak (baik positif maupun negatif) dari suatu kegiatan (baik konsumsi maupun produksi) terhadap suatu pihak yang tidak melakukan kegiatan tersebut. Lebih spesifik lagi eksternalitas terjadi apabila kegiatan produksi atau konsumsi suatu pihak mempengaruhi utilitas (kegunaan) dari puhak lain secar tidak diinginkan dan pihak pembuat eksternalitas tidak menyediakan kompensasi terhadap pihak yang terkena dampak (Fauzi 2006).
Eksternalitas juga merupakan efek dari aktivitas ekonomi dari satu pihak ke pihak lain yang tidak diperhitungkan ke dalam sistem harga. Definisi ini menekankan pada dampak non pasar yang secara langsung berpengaruh pada satu pelaku dari pelaku lainnya (Juarna dan Harmoni 2005).
Dampak Limbah Tahu
Industri tahu menghasilkan produk sampingan berupa limbah cair dan padat. Limbah yang dihasilkan oleh industri tahu dapat memberikan dampak yang buruk bagi lingkungan dan kesehatan. Limbah padat yang dihasilkan dari industri tahu yang sebagian besar sudah dimanfaatkan oleh pengrajin tahu sebagai pakan ternak dan bahan baku bagi industri lain. Apabila ampas tahu ini tidak dimanfaatkan oleh pengrajin tahu dan langsung dibuang ke lingkungan akan berdampak buruk bagi lingkungan seperti bau busuk yang dihasilkan oleh kandungan bahan organik yang terdapat dalam ampas tahu (Indrasti dan Fauzi 2009). Sebagian besar pengrajin tahu masih belum melakukan pengolahan terhadap limbah cair yang mereka hasilkan. Biaya yang tinggi dan teknologi yang
14
sulit diterapkan merupakan hambatan utama para pengrajin tahu untuk melakukan pengolahan limbah cair tahu. Hal ini mengakibatkan sebagian besar para pengrajin tahu membuang limbah cair hasil proses produksi tahu ke sungai atau ke badan air lainnya secara langsung tanpa melalui proses pengolahan (Shaffitri 2011).
Limbah cair tahu yang dihasilkan mengandung banyak zat organik yang dapat dijadikan tempat berkembangnya mikroba yang akan mencemari lingkungan sekitar. Senyawa organik apabila berada pada konsenterasi yang tinggi akan menimbulkan pencemaran pada lingkungan perairan. Kandungan fosfor, nitrogen, dan sulfir serta unsur hara lainnya akan mempercepat pertumbuhan tumbuhan air. Kondisi yang demikian akan menyebabkan kematian biota perairan (Sandriati 2010).
Limbah cair tahu mengandung padatan tersuspensi maupun terlarut serta akan megalami perubahan fisika, kimia, dan hayati yang akan menimbulkan gangguan terhadap kesehatan karena menghasilkan zat beracun atau menciptakan media untuk tumbuhnya kuman penyakit atau kuman lainnya yang akan merugikan baik pada produk tahu maupun tubuh manusia. Apabila dibiarkan, air limbah tahu akan berubah warna menjadi cokelat kehitaman dan akan menimbulkan bau busuk. Apabila air limbah ini dialirkan ke sungai dan air sungai tersebut dikonsumsi oleh masyarakat maka akan menimbulkan gangguan kesehatan seperti gatal, diare, kolera, radang usus, dan penyakit lainnya (Kaswinarni 2007).
Penelitian Terdahulu
Penelitian mengenai analisis ekonomi pengolahan limbah menjadi biogas sudah banyak dilakukan baik di Indonesia dan di internasional. Penelitian yang dilakukan sebagian besar menganalisis tentang kelayakan ekonomi dari digester anaerobik yang digunakan untuk mengolah limbah dengan menggunakan input limbah yang berasal dari kotoran sapi maupun jenis limbah rumah tangga tertentu. Beberapa penelitian mengenai analisis kelayakan pengolahan limbah menjadi biogas sebagian besar akan menghasilkan cash flow yang negatif. Hal ini disebabkan karena perusahaan atau pemerintah yang menjalankan proyek tersebut masih tidak memperhatikan aspek sosial, ekonomi, dan lingkungan dari keberdaan pengolahan limbah tersebut. Penelitian terkait analisis kelayakan pengolahan limbah menjadi biogas diantaranya adalah penelitian Binkley et al. (2013), Klavon et al. (2013), Wang dan Calderon (2012), dan Oktaviani (2011).
Penelitian Binkley et al. (2013) yang berjudul Electricity Purchase and Distributed Energy Policies for Anaeribic Digesters membahas tentang estimasi net present value (NPV) dari sisi petani. Sejalan dengan penelitian terdahulu, peneliti menemukan bahwa investasi untuk proyek ini tidak menghasilkan keuntungan marginal tanpa adanya subsidi dan pemanfaatan dari produk turunan yang dihasilkan oleh digester tersebut, namun pada saat proyek ini memperhitungkan manfaat sosial seperti pembelian karbon, NPV dari proyek ini bernilai positif.
Penelitian Klavon et al. (2013) yang berjudul Economic Analysis of Small Case Agricultural Digesters in the United States yang membahas tentang analisis kelayakan ekonomi digester anaerobik yang menggunakan input dari peternakan
15
susu sapi yang memiliki rata-rata jumlah sapi berjumlah 100-250 ekor. Cash flow yang diperoleh dari penelitian ini menunjukkan bahwa biaya capital, biaya kapital per sapi, dan biaya bersih per sapi secara umum mengalami penurunan sejalan peningkatan jumlah sapi. Tidak ada satu sistem pun dari digester anaerobik yang memiliki cash flow positif. Pada saat memasukkan cost sharing sebesar 50% dan memasukkan nilai penerimaan dari pemanfaatan biogas, enam dari enam belas perusahaan susu sapi bernilai positif.
Penelitian Wang dan Calderon (2012) yang berjudul Environmental and Economic Analysis of Application of Water Hyacinth for Eutrophic Water Treatment Coupled eith Biogas Productionmembahas tentang pilihan-pilihan untuk mengurangi dampak buruk dari air hyacinth karena air limbah tersebut berasal dari tumbuhan hyacinth yang berkembang biak sangat cepat yang dapat menyebabkan berkurangnya pasokan oksigen pada air. Pilihan-pilihan yang digunakan untuk mengurangi dampak buruk dari air hyacinth ini diantaranya membangun instalasi pengolahan air dimana air hyacinth dapat digunakan sebagai bahan baku penghasil biogas. Pilihan lain dari pengurangan dampak buruk air hyacinth ini adalah hanya dengan membuang air hyacinth ini ke tempat pembuangan akhir. Hasil dari penelitian ini adalah pilihan dengan membangun instalasi pengolahan limbah lebih menguntungkan karena menghasilkan energi yang positif dan secara ekonomi juga menguntungkan karena biogas dapat dijadikan energi alternatif pengganti bahan bakar fosil, sementara pilihan membangun tempat pembuangan limbah tidak menguntungkan karena biomassa dari air hyacinth yang dibuang ke lingkungan tidak dapat memberikan keuntungan ekonomi karena hanya dibuang begitu saja ke lingkungan dan air hyacinth yang dibuang ke lingkungan menghasilkan emisi yang sampai ke atmosfer.
Penelitian Oktaviani (2011) mengenai analisis ekonomi proyek pembangunan mikrohidro membahas tentang keuntungan yang didapat dari proyek pembangunan mikrohidro. Keuntungan yang didapat berupa manfaat langsung dari pemanfaatan energi alternatif sebagai sumber listrik di wilayah pedesaan dan memberikan kontribusi bagi penyediaan lapangan pekerjaan bagi masyarakat sekitar. Hasil penelitian yang didapat adalah bahwa dengan adanya manfaat langsung yang diperoleh masyarakat dari keberadaan mikrohidro, proyek ini memberikan keuntungan secara ekonomi dimana NPV dari proyek ini adalah positif.
Seperti yang sudah disebutkan sebelumnya bahwa penelitian mengenai analisis kelayakan ekonomi pengolahan limbah menjadi biogas dalam hal ini digester anaerobik memang sudah banyak dilakukan, namun peneliti belum menemukan penelitian mengenai analisis kelayakan ekonomi pengolahan limbah yang menggunakan bahan baku limbah cair tahu untuk menghasilkan biogas. Selain itu, peneliti juga masih belum menemukan mengenai harga keekonomian yang sesuai untuk pemanfaatan biogas, sistem pembayaran, dan pengelolaan dalam pemanfaatan biogas. Berdasarkan penelitian sebelumnya maka peneliti akan mencoba untuk mengestimasi kelayakan ekonomi dari pengolahan limbah cair tahu untuk menghasilkan biogas, melakukan estimasi dalam menentukan harga keekonomian biogas (pricing biogas), dan merumuskan kelembagaan yang sesuai untuk pemanfaatan biogas agar biogas dapat dimanfaatkan sebagai bahan bakar alternatif pengganti LPG dan kayu bakar secara berkelanjutan.